隨著電磁學的飛速發(fā)展,越來越多的新技術(shù)被提出和嘗試,其中以麥克斯韋方程組為基礎建立的變換光學理論為電磁學的研究提供了新的有效途徑。利用變換光學理論分析并設計指定區(qū)域的媒質(zhì)參數(shù),使該區(qū)域內(nèi)電磁波的傳播方向能夠隨我們的需求進行調(diào)控。人工電磁材料是通過在材料單元上進行一些人為的特殊構(gòu)造與設計,相比于自然界原有材料的基本物理性質(zhì)而言,能夠獲得很多奇異的特性。人工電磁材料的迅猛發(fā)展為變換光學由理論層面的完美概念應用到實際生活中提供了可能。本文以變換光學理論為出發(fā)點,對人工電磁材料進行逆向優(yōu)化設計與研究,總結(jié)依據(jù)變換光學計算得到的電磁參數(shù)并反向?qū)ふ覍娜斯る姶挪牧系姆椒?為變換光學應用在天線及微波器件設計領域中提供了新支撐。本文的主要工作內(nèi)容如下:1、將特征模理論應用到優(yōu)化研究中,運用FEKO仿真軟件,觀察不同結(jié)構(gòu)的表面電流分布,并將表面電流分解成相應的特征電流,分析人工電磁材料單元在不同模式下的特征電流分布,從物理角度上,揭示了結(jié)構(gòu)的輻射特性與等效材料參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系根據(jù)不同模式的不同電流分布,為尋找及優(yōu)化人工電磁材料提供了新思路。2、在逆變換光學理論基礎之上,以波束轉(zhuǎn)換表面為設計目標,根據(jù)... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 研究歷史與現(xiàn)狀
        1.2.1 概述
        1.2.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.3 發(fā)展趨勢
    1.3 本文主要內(nèi)容與安排
2 變換光學與人工電磁材料的基本原理與應用
    2.1 變換光學基本原理與應用
        2.1.1 坐標變換理論
        2.1.2 變換光學應用
    2.2 人工電磁材料特性與應用
        2.2.1 人工電磁材料電磁特性
        2.2.2 人工電磁材料應用
    2.3 逆變換光學基本原理
    2.4 本章小結(jié)
3 基于特征模式分析理論用FEKO對電磁單元進行優(yōu)化
    3.1 特征模式分析的基本理論與應用
        3.1.1 特征模式分析理論
        3.1.2 特征模式應用
    3.2 基于特征模式的仿真優(yōu)化分析
    3.3 本章小結(jié)
4 基于MATLAB與CST聯(lián)合仿真對電磁單元進行優(yōu)化
    4.1 基于耶路撒冷十字結(jié)構(gòu)的三維波束變換表面構(gòu)建
    4.2 聯(lián)合仿真平臺下獲取參數(shù)
        4.2.1 MATLAB軟件調(diào)用CST構(gòu)造模型
        4.2.2 參數(shù)提取法計算電磁參數(shù)
    4.3 遺傳算法進行優(yōu)化設計
        4.3.1 遺傳算法原理
        4.3.2 對耶路撒冷十字結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于電阻膜的寬頻帶超材料吸波體的設計[J]. 顧超,屈紹波,裴志斌,徐卓,林寶勤,周航,柏鵬,顧巍,彭衛(wèi)東,馬華.  物理學報. 2011(08)
[2]S帶高性能介電吸波體電磁參數(shù)的優(yōu)化設計[J]. 趙小亮,曹燕歸,趙冉,陳健健,郝萬軍.  材料開發(fā)與應用. 2010(04)
[3]基于FEKO的球體電磁散射分析[J]. 李振,察豪,王月清,周沫.  艦船電子工程. 2008(10)
[4]粒子群優(yōu)化算法及其與遺傳算法的比較[J]. 沈艷,郭兵,古天祥.  電子科技大學學報. 2005(05)

博士論文
[1]電磁超材料的電磁特性及其基于光學變換理論的應用[D]. 呂建紅.華中科技大學 2010
[2]各向異性材料中的波：隱身衣、旋轉(zhuǎn)衣和聲子晶體[D]. 陳煥陽.上海交通大學 2008

碩士論文
[1]微波段超材料基礎應用研究[D]. 楊暉.上海交通大學 2009



本文編號：3660242